木瓜是世界第四畅销的热带和亚热带特产水果。它起源于中南美洲北部，17世纪传入我国。现我国南方广泛栽培，是我国岭南的特产水果。木瓜果实味甘、香。它富含类胡萝卜素、氨基酸、矿物质和维生素等营养成分。被誉为“白衣果中之王”。然而，在木瓜的历史栽培和发展过程中，经历了木瓜环斑病毒危机，木瓜进入了灭绝与拯救之间的博弈。经过各国科学家的不懈努力，通过转基因育种技术等技术，木瓜已经恢复了稳定。木瓜在我们的水果饮食中的地位。
木瓜插图
木瓜环斑病毒——全球木瓜产业最具破坏性的疾病
木瓜环斑病毒病于 20 世纪 40 年代首次在美国报道。木瓜环斑病毒（PRSV）是迄今为止感染木瓜的最广泛和最具破坏性的病毒。它属于马铃薯病毒科马铃薯病毒属。作为该科的一员，它主要通过机械损伤和蚜虫传播。该病发病率高、蔓延快、危害严重，是木瓜的毁灭性病害。木瓜环斑病毒会严重危害木瓜整个生育期。从苗期到结果期都会存在，导致木瓜叶、茎、叶柄形成浸状条纹，果实出现环斑。严重时可引起木瓜环斑病毒。植株死亡、大规模减产、甚至绝产，严重威胁木瓜生产。
木瓜 PRSV 感染的症状（U 等人，2023）
1992年，木瓜环斑病毒在夏威夷爆发。短短两年时间，整个普纳地区的木瓜产量几乎绝迹。它迅速席卷全球数十个国家和地区，并在我国南方广泛传播。可以说，木瓜被木瓜环斑病毒在木瓜界掀起了一场“世界大战”，木瓜产业岌岌可危。
1994 年夏威夷感染 PRSV 的木瓜田（D，2004）
植物基因工程技术成为木瓜产业的“救命稻草”
最初采用化学防治、交叉防护、田间综合管理、病媒防治等措施，但均不能有效防治木瓜环斑病毒。因此，培育抗病木瓜品种已成为防治PRSV病害的根本出路。但由于抗病木瓜资源缺乏、遗传背景狭窄，传统杂交育种未能培育出抗性优良的抗病新品种。
直到1986年，第一个用烟草花叶病毒TMV外壳蛋白基因转化的烟草品系问世，给木瓜育种带来了新的思路，转基因木瓜的研究也开始了。 1990 年，惠誉等人。首次建立了以胚性愈伤组织为受体的共培养转化体系，获得了第一个带有PRSV外壳蛋白基因的转基因木瓜。然后在1992年，他们利用基因轰击获得了新的PRSV抗性毒株。 1998年，转基因木瓜“”和“Sun-Up”在夏威夷商业化种植，拯救了夏威夷木瓜产业。 2004 年，戴维斯等人。针对美国佛罗里达州本地优势PRSV毒株H1K，通过转基因筛选出高抗性植物X17-2并用于生产。
AI生成的图像
与此同时，我国在木瓜转基因工作方面取得了突出成绩。 “九五”、“十五”期间，中国热带农业科学院热带生物技术研究所与中国科学院微生物研究所联合攻关，获得了以延缓病毒入侵。具有转染能力的转基因木瓜品系。 20世纪90年代，华南农业大学通过基因工程技术获得了高抗性转基因木瓜品种“华农1号”。 2006年经农业部转基因安全委员会批准，取得商品化证书。这是我国首例。转基因木瓜生产许可证。 2009年，中国台湾学者研制出抗PRSV和PLDMV（木瓜叶花叶病毒）的双抗转基因木瓜。 2017年，贾瑞宗等人利用RNAi基因沉默技术，获得了海南主产区对PRSV具有抗病性的转基因株474。
植物基因工程技术在育种工作中异军突起，为病虫害防治拓宽了渠道。与此同时，转基因木瓜的问世，给人们吹响了战胜木瓜环斑病毒的胜利号角。
转基因木瓜图解
木瓜的“保卫战”并未停止
在攻克木瓜轮斑病问题的过程中，科学家们通过提升木瓜产业发展的研究基础和技术水平，整合关键技术，努力提高木瓜标准化生产和质量安全水平。在我国，科技工作者对木瓜育苗和栽培技术进行了大量的研究。广州果树研究所和广西农科院生物技术研究所在木瓜资源采集、杂交育种和组培苗、扦插苗技术研发等方面做了大量工作。云南省热带作物研究所不断探索木瓜标准化生产和种植技术。 2010年，我国颁发了木瓜农业转基因生物安全证书，正式引进转基因木瓜进行商业化种植，为选择性引进国外优良木瓜遗传资源和优良品种提供了保障。
同时，植物病毒种类繁多，狡猾多变。木瓜生产中仍存在抗病、优质、稳定等品种问题。木瓜的“保卫战”并未停止。为充分挖掘木瓜种质资源的抗病基因，有望利用基因编辑技术等新兴分子生物学技术，创制出更多优良木瓜品种，满足消费者的个性化需求，促进木瓜健康发展行业。
参考：
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5. U, Mesta RK, V, et al., , of Virus from India and of ., 2023, 12, 824。
6. 李Y，彭Y，EM，等。以及中国农作物的利用。植物细胞。 2014, 33(4):565-73。
作者：景敏敏（中国热带农业科学院南亚热带作物研究所助理研究员）
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